CN201824893U - 一种电动车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动车辆，该电动车辆包括车体及车载用电器，车体内设有沿直线延伸并贯通车体头尾两端的风道，所述进风口设置于对应风道的前端，风道的后端设有开设于车体的车尾端的出风口，风道中设有带有风叶或风轮的风机，风机的转轴与减速装置的输入端传动连接，该减速装置的输入轴与输出轴的转速比大于1，减速装置的输出端与设置于风道之外的车体上的发电机的输入轴传动连接，发电机的输出电路上连有用于向车载用电器供电的蓄电池。本实用新型将原来用于抵消风阻的电耗，成功的回收到了备用蓄电池，回收的能量可用作备用电源，如延长续航里程，车内空调，车灯，电动玻璃，音响等，减少了主电池的损失。

Description

一种电动车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆，尤其是电动车辆。 

背景技术

现有电动车辆是以车载蓄电池为电源，用电动机驱动车轮行驶，同时还用蓄电池向车载的其他用电器件供电。现有技术中存在有在车辆上加设包括风道的风力发电动力装置的电动车辆，如中国专利CN 2813353Y中公开的电力车的风力发电动力装置。现有此类用车辆行驶的迎风阻力发电的技术均存在实用性缺陷，这是由于根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。不同形式的能量之间可以相互转化，且是通过做功来完成的这一转化过程。如果想回收和利用风阻的能量，唯一的方法就是使用风力发电机，但是如果简单的在受力面加装风力发电机，这样只能增加风阻系数，更大的浪费车辆本身的能量，其结果显然是得不偿失的。现有技术不具备实用价值的根本原因在于有几点问题没有克服，第一没有先改变移动物体的形状来降低风阻系数；第二传统的风力发电机在做功的时候，因为是同轴做功，其在负荷状态下，叶片的转速和发电机中心轴的转速是相等的，因为发电机在做功的时候会产生粘合状态，这样叶片的速度会因为同轴的原因降低转速，最关键的是影响了叶片过风风量，在风速，也就是车速相等的情况下，过风风量的不同，会严重影响车辆的风阻系数就不同；第三没有彻底解决外型所造成的阻力来自车后方的真空区，三厢式的房车之外型阻力会比掀背式休旅车小。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种不增大车辆风阻回收车辆行驶中克服风阻的能量的电动车辆。 

 本实用新型的电动车辆的技术方案是：一种电动车辆，包括车体及车载用电器，车体的车头端部的迎风横截面之内开设有一个以上的进风口，车体内设有沿直线延伸并贯通车体头尾两端的风道，所述进风口设置于对应风道的前端，风道的后端设有开设于车体的车尾端的出风口，风道中设有带有风叶或风轮的风机，风机的转轴与减速装置的输入端传动连接，该减速装置的输入轴与输出轴的转速比大于1，减速装置的输出端与设置于风道之外的车体上的发电机的输入轴传动连接，发电机的输出电路上连有用于向车载用电器供电的蓄电池。 

  所述车载用电器包括用于驱动车辆的电动机，所述发电机的输出端经整流器接入充电切换开关的进线端，充电切换开关有两路以上的出线并分别接入两个以上的蓄电池，各蓄电池的输出端对应接入供电切换开关的进线端，供电切换开关的出线端接入逆变器，逆变器的输出端接入电动机。 

所述风道为设置于车体两侧的两个，两风道的进风口设置于车头下部的保险杠的左右两端的垂直于车辆行驶方向的迎风面上，两风道中均设有风机，各风机通过发电机、整流器及充电器切换开关向对应的蓄电池供电。 

本实用新型符合能量守恒的定律，其废能利用的原理在于：本来来自于车辆电动机的能量是在抗拒风阻的时候消失了，本实用新型是在抗拒风阻的同时，加以回收利用，延长车辆的续航里程，并不是产生额外能量，而且本实用新型可以在无动力的下坡行驶或停车时对自然能量加以回收，并提高回收效率。本实用新型的有益效果是：针对现有的利用车辆行驶中风的阻力发电的技术中所存在问题，本实用新型用来来实现风阻的能量回收和利用的关键设备是风力发电机的减速装置和风道及进风口的设置，风道的进风口设置于车辆迎风横截面内部，如同在原先车辆的平板迎风面处将平板卷成圆筒状，筒口迎风向前，风从圆筒中间穿过，再从另一个口排出，自然不会增大原车辆的迎风阻力。而且本实用新型采用输入转速大于输出转速的减速机来传递风机到发电机的动力，由于目前的风力发电机是固定在某位置静止不动的，是依靠流动的风来启动叶片旋转，将能量通过直连或增速器传递给发电机，发出电能。因为风力机是固定安装，所以目前的风力机只考虑风叶在高风速下的坚固性，而减小了叶片迎风面积和叶片数量，并增加叶片的直径，这样可以降低风叶的转速，达到安全低速运行的目的，这样就可以在大风速的情况下正常运行发电，这种设计对固定在某位置静止不动的风力发电机来讲是完全有效和正确的。但是要想用目前的风力发电机组解决电动汽车风阻的能量回收和利用是多余的，现有的采用输入转速小于输出转速的增速器只能在原有的风阻系数之上增加更多的风阻。而电动汽车行驶中风阻的能量回收，首先要确立电动汽车产生风阻的位置，也就是迎风横截面，风能回收设备的叶片面积以及做功点的安装位置一定要小于和取代车型优化后的迎风横截面，来接收来自前方的风阻，迎风通过撞击风力机的叶片，使风力机产生旋转，迎风撞击叶片后将风阻转移到了叶片，因为叶片存在着一定的角度，在风力和中心轴承的作用下，迫使叶轮旋转。在车速与时间不变的情况下叶轮旋转速度的快慢将直接影响风阻的能量回收，叶轮的旋转速度，跟负荷有关，为了不减少负荷，不降低叶轮转速，就必须采用减速装置，用叶轮的小输出轮带动负荷的大输入轮，在力矩损失较小的状态下，把阻力转移到带负荷的发电机上，迎风沿着叶片的角度划过叶片，到达叶片后面，这样循环往复，留下的就是旋转能量。成功的完成阻力转换为能量的转移工作过程。将原来用于抵消风阻的电耗，成功的回收到了备用蓄电池，回收的能量可用作备用电源，如延长续航里程，车内空调，车灯，电动玻璃，音响等，减少了主电池的损失。同时，本实用新型在车辆中设置有自车头向车尾贯通延伸的气道，当车辆行驶中的迎风沿着叶片的角度划过叶片，为了使气流到达风机叶片后面不能让气流形成涡流状态，必须快速排出并且不能增加汽车阻力，而本实用新型中的与风机对应的一条与气流平行又通畅的风道，就可以让气流在汽车尾部排出，利用汽车尾部排出的气流可以破坏来自外型所造成的车后方的真空区，真空区越小，进一步减小车辆行驶的阻力。 

附图说明

图1是本实用新型的电动车辆的实施例1 的结构示意图； 

图2是本实用新型的电动车辆的实施例1的原理图；

图3是本实用新型的电动车辆的实施例2的原理图；

图4实用新型的电动车辆的实施例2的结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型的电动车辆的实施例1，电动车辆的车体呈流线型，车体的车头端部的迎风面上开设有一个进风口1，车体内设有沿直线延伸并贯通车体头尾两端的风道，所述进风口1设置于风道的前端，风道的后端设有开设于车体的车尾端的出风口，风道中设有带有风叶或风轮的风机，风机的转轴与减速装置的输入端传动连接，该减速装置的输入轴与输出轴的转速比大于1，减速装置可具体选择使用齿轮减速箱，使风机主轴在转速大于发电机主轴转速的情况下驱动发电机转动，输入轴与输出轴的转速比大于1的减速装置是的废能回收的关键，由于风叶的转速直接影响通过风道的风速和车辆的风阻系数，在风叶高速旋转的情况下，风叶的风阻系数将小于进风口所在的车头迎风横截面为封闭时的风阻系数，这样就在不增加原有车辆的风阻系数的情况下，将车辆克服风阻时所消耗的能量通过风叶及发电机回收到蓄电池中。减速装置的输出端与设置于风道之外的车体上的发电机的输入轴传动连接，发电机的输出端经整流器接入充电切换开关的进线端，充电切换开关有两路以上的出线并分别接入两个以上的蓄电池，各蓄电池的输出端对应接入供电切换开关的进线端，供电切换开关的出线端接入逆变器，逆变器的输出端接入电动机，电动机的动力输出端与电动车辆的后桥减速箱的输入轴传动连接。 

实施例1的车辆在平路行驶、或是在无动力下坡行驶、或是在有风情况下停车时，风机的风叶或风轮通过输入轴与输出轴的转速比大于1的减速装置，将扭矩传输给风道外置的发电机的主轴，开始发电，充电切换开关根据两块蓄电池的电量而选择控制对哪个蓄电池充电，供电切换开关根据蓄电池的电量以及车辆行驶状态而选择控制是否供电、哪个蓄电池供电。充电切换开关和供电切换开关可通过计算机及控制电路进行智能切换控制，也可以通过驾驶室内的显示由司机通过开关按钮人为进行切换控制。上述控制方式、控制电路的设计属于本领域技术人员的常规设计，此处不再详述。另外实施例中的减速装置并不限于齿轮减速箱，也可以采用公知技术中的输入轴与输出轴的转速比大于1的其他减速装置，如小轮带动大轮的皮带、链条等减速传动机构。 

上述实施例仅为本实用新型实施的一种方式，电动车辆也可以是三轮车或两轮车，所述风道可设置多个，其进风口可设置于车头端部的迎风横截面之内的合适位置，而不应在车头轮廓以外的位置加设风道，这样设置的目的是为在不增加车辆的风阻系数的前提下，以不大于原有车辆风阻负荷来驱动风道中风机转动。而其中的两蓄电池在利用车辆行驶中克服风阻的废能被充电时为一个充电，另一个为车辆提供电力，而且均可在停车时使用外部电源充电，利用车辆行驶中克服风阻的废能充电作为车辆电能补充手段，除了可供应电动机延长续航里程外，还可以供应车辆的其他用电设备，如车内空调，车灯，电动玻璃、雨刷、音响等，减少了主电池的损失，以上的其他供电控制方式、电路的设计属于本领域技术人员的常规设计，此处不再详述。 

如图3、图4所示，本实用新型的电动车辆的实施例2，与实施例1的不同之处在于：风道为设置于车体两侧的两个，两风道的进风口设置于车头下部的保险杠的左右两端的垂直于车辆行驶方向的迎风面上。两风道中均设有风机，各风机通过发电机、整流器及充电器切换开关向对应的蓄电池供电，蓄电池有三个，各蓄电池可通过供电切换开关的切换来选择充电、备用或工作状态，以驱动电动机或车载的其他用电器的工作。 

本实用新型的车辆行驶中克服风阻的能量回收方法的实施例1，如图1、图2所显示的以及上述的电动车辆的实施例1中的描述， 在车辆的车头表面的迎风横截面之内开设进风口，在车体中开设由进风口向后通至车尾的对应出风口的风道，在风道中设置用于驱动置于风道之外的车载风力发电机的风机，风机的输出轴通过输入轴与输出轴的转速比大于1的减速装置与所述的风力发电机传动连接，使风机主轴在转速大于发电机主轴转速的情况下驱动发电机转动，发电机的产生的电力储存到车载蓄电池供车辆的用电器件使用。 

本实用新型的车辆行驶中克服风阻的能量回收方法的实施例2，属于对原有车辆的改造，如图3、图4所显示的以及上述的电动车辆的实施例2中的描述， 在原有车辆的车头表面的迎风横截面之内开设不增大原有车辆的迎风横截面的进风口，为不影响原有车辆内部结构以及车厢空间，进风口的位置选择在车头表面的车辆保险杠的左右两端处，在车体中设置由进风口向后通至车尾的对应出风口的风道，在风道中设置用于驱动置于风道之外的车载风力发电机的风机，风机的输出轴通过输入轴与输出轴的转速比大于1的减速装置与所述的风力发电机传动连接，使风机主轴在转速大于发电机主轴转速的情况下驱动发电机转动，发电机的产生的电力储存到车载蓄电池供车辆的用电器件使用，输入轴与输出轴的转速比大于1的减速装置是的废能回收的关键，由于高速转动的风叶的迎风面积小于原有的保险杠横截面积，风叶的转速直接影响车辆的风阻系数，在实际发电负荷状态下，由于输入轴与输出轴的转速比大于1的减速装置的作用，风叶的转速下降较少，风叶的风阻系数仍要小于原车辆保险杠迎风面的风阻系数，这样就在不增加或减少了原有车辆的风阻系数的情况下，将车辆克服风阻时所消耗的能量通过风叶及发电机回收到蓄电池中。 

Claims (3)

1.一种电动车辆，包括车体及车载用电器，其特征在于：车体的车头端部的迎风横截面之内开设有一个以上的进风口，车体内设有沿直线延伸并贯通车体头尾两端的风道，所述进风口设置于对应风道的前端，风道的后端设有开设于车体的车尾端的出风口，风道中设有带有风叶或风轮的风机，风机的转轴与减速装置的输入端传动连接，该减速装置的输入轴与输出轴的转速比大于1，减速装置的输出端与设置于风道之外的车体上的发电机的输入轴传动连接，发电机的输出电路上连有用于向车载用电器供电的蓄电池。

2.根据权利要求1所述的电动车辆，其特征在于：所述车载用电器包括用于驱动车辆的电动机，所述发电机的输出端经整流器接入充电切换开关的进线端，充电切换开关有两路以上的出线并分别接入两个以上的蓄电池，各蓄电池的输出端对应接入供电切换开关的进线端，供电切换开关的出线端接入逆变器，逆变器的输出端接入电动机。

3.根据权利要求1所述的电动车辆，其特征在于：所述风道为设置于车体两侧的两个，两风道的进风口设置于车头下部的保险杠的左右两端的垂直于车辆行驶方向的迎风面上，两风道中均设有风机，各风机通过发电机、整流器及充电器切换开关向对应的蓄电池供电。

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